Թիոմուրեայի ոսկու արդյունահանման գործընթացը. սկզբունքներ, գործողություն և նկատառումներ

ներածություն

Ոսկու արդյունահանումը կարևորագույն գործընթաց է հանքարդյունաբերության և թանկարժեք մետաղների արդյունաբերության մեջ: Արդյունահանման տարբեր մեթոդների շարքում, ԹիուրեաՈսկու արդյունահանում Վերջին տարիներին այս գործընթացը մեծ ուշադրության է արժանացել: Թիոմիզանյութը՝ \(SCN_2H_4\ քիմիական բանաձևով, օրգանական միացություն է, որը կարևոր դեր է խաղում այս գործընթացում: Այս բլոգը համապարփակ կերպով կուսումնասիրի թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացը՝ ընդգրկելով դրա սկզբունքները, շահագործման քայլերը, ազդող գործոնները և առավելությունները ավանդական մեթոդների համեմատ:

Թիոմուրեայի ոսկու արդյունահանման սկզբունքները

Թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման հիմնարար սկզբունքը կայանում է թթվային միջավայրում ոսկու իոնների հետ կայուն կոմպլեքսներ առաջացնելու նրա ունակության մեջ: Օքսիդացնող նյութի առկայության դեպքում հանքաքարում առկա ոսկին օքսիդանում է, ապա ռեակցիայի մեջ է մտնում թիոմիզանյութի հետ՝ առաջացնելով լուծվող ոսկի-թիոմիզանյութ կոմպլեքսներ: Այս գործընթացում օգտագործվող ամենատարածված օքսիդացնող նյութերն են երկաթի (III) իոնները և լուծված թթվածինը:

Թիոմիզանյութը համեմատաբար կայուն է թթվային լուծույթներում, ինչը այս արդյունահանման գործընթացը հնարավոր դարձնող հիմնական գործոն է: Թթվային միջավայրում թիոմիզանյութը կարող է մետաղական կատիոնների հետ առաջացնել բարդ իոնների շարք: Սակայն, բացառությամբ ԱՇԽԱՐՀ, թիոմիզանյութի բարդ իոնների կայունությունը այլ մետաղների հետ համեմատաբար ցածր է։ Այս բնութագիրը թիոմիզանյութի վրա հիմնված ոսկու արդյունահանմանը օժտում է ոսկու նկատմամբ բարձր ընտրողականությամբ։

Թիուրեայի ոսկու արդյունահանման գործընթացի գործառնական քայլերը

Հանքաքարի պատրաստում

Թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացի առաջին քայլը հանքաքարի նախապատրաստումն է: Հանքաքարը պետք է մանրացվի և մանրացվի մինչև համապատասխան մասնիկների չափսը՝ մակերեսը մեծացնելու և թիոմիզանյութի լուծույթի հետ ավելի լավ շփման համար: Ընդհանուր առմամբ, որքան մանր է մասնիկների չափը, այնքան բարձր է հանքաքարի և թիոմիզանյութ պարունակող լուծույթի միջև ռեակցիայի արագությունը: Այնուամենայնիվ, չափազանց մանր աղացումը կարող է նաև որոշակի բացասական հետևանքներ ունենալ, ինչպիսիք են էներգիայի սպառման աճը և հետագա պինդ-հեղուկային բաժանման դժվարությունները:

Թիոմուրեայի լվացում

Հանքաքարի պատրաստումից հետո մանրացված հանքաքարը խառնվում է թիոմիզանյութ պարունակող լուծույթի հետ։ Քանի որ թիոմիզանյութը անկայուն է ալկալային լուծույթներում և հեշտությամբ քայքայվում է սուլֆիդների և ամինոամինաթթուների։ցիանիդներ, լվացման լուծույթը սովորաբար թիոմիզանյութի նոսր ծծմբաթթվի լուծույթ է։ Կարևոր է նախ ավելացնել թթուն, ապա թիոմիզանյութը՝ միջուկի տեղային գերտաքացումից խուսափելու համար, որը կարող է առաջացնել թիոմիզանյութի հիդրոլիզ և նվազեցնել դրա արդյունավետությունը։

Ընթացքում Լվացման գործընթաց, այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են թիոմիզանյութի կոնցենտրացիան, օքսիդացնող նյութի տեսակը և քանակը, լուծույթի pH արժեքը, միջուկի ջերմաստիճանը և լվացման ժամանակը, բոլորը զգալի ազդեցություն ունեն ոսկու լվացման արագության վրա: Օրինակ, ոսկու լվացման արագությունը սովորաբար աճում է թիոմիզանյութի կոնցենտրացիայի աճին զուգընթաց, սակայն թիոմիզանյութի չափազանց օգտագործումը կարող է հանգեցնել ծախսերի աճի և հնարավոր բնապահպանական խնդիրների: Միջավայրի pH արժեքը կապված է թիոմիզանյութի կոնցենտրացիայի հետ: Նորմալ ջերմաստիճանի և թիոմիզանյութի դեղաչափի պայմաններում միջավայրի pH արժեքը նախընտրելի է լինի 1.5-ից պակաս: Այնուամենայնիվ, թթվայնությունը չպետք է չափազանց բարձր լինի, հակառակ դեպքում դա կբարձրացնի հանքաքարում թթու-լուծվող խառնուրդների քանակը:

Պինդ - Հեղուկի բաժանում

Լվացքի գործընթացից հետո իրականացվում է պինդ նյութի և հեղուկի բաժանում՝ ոսկի-թիոմիզանյութային համալիրներ պարունակող հղի լուծույթը պինդ մնացորդներից առանձնացնելու համար: Պինդ նյութի և հեղուկի բաժանման տարածված մեթոդներն են ֆիլտրացիան և նստվածքացումը: Բաժանման մեթոդի ընտրությունը կախված է այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են հանքաքարի բնույթը, պինդ նյութի մասնիկների չափը և գործողության մասշտաբը: Պինդ նյութի և հեղուկի արդյունավետ բաժանումը կարևոր է հղի լուծույթի որակն ապահովելու և ոսկու հետագա վերականգնման գործողությունները հեշտացնելու համար:

Հղիության լուծույթից ոսկու վերականգնում

Պինդ նյութից հեղուկ բաժանելուց հետո ստացված հագեցված լուծույթից ոսկի ստանալու մի քանի մեթոդ կա։ Երկու տարածված մեթոդներն են մետաղի փոխարինումը և էլեկտրոլիտային մշակումը։

Մետաղի փոխարինումԵրկաթի և ալյումինի նման մետաղները կարող են օգտագործվել որպես վերականգնող նյութեր՝ լուծույթում ոսկի-թիոմիզանյութային համալիրից ոսկին փոխարինելու համար: Փոխարինված ոսկին առաջացնում է պինդ նստվածք, որը կարող է հետագայում մշակվել՝ մաքուր ոսկի ստանալու համար:

ԷլեկտրահաղորդումԷլեկտրամատակարարման գործընթացում հագեցված լուծույթի միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք: Լուծույթում առկա ոսկու իոնները վերականգնվում են կաթոդում և նստեցվում կաթոդի մակերեսին, մինչդեռ թիոմիզանյութը և այլ նյութեր օքսիդանում են անոդում: Այս մեթոդը կարող է ապահովել բարձր մաքրության ոսկու վերականգնում, սակայն պահանջում է հատուկ էլեկտրական սարքավորումներ և համապատասխան աշխատանքային պայմաններ:

Ոսկու արտադրանքի մաքրում

Վերականգնումից հետո ստացված ոսկին սովորաբար պարունակում է որոշակի խառնուրդներ և պետք է զտվի՝ բարձր մաքրության ոսկու արտադրանք ստանալու համար: Զտման գործընթացը նման է այլ արդյունահանման մեթոդներով, ինչպիսին է ցիանիդացումը, ստացված ոսկու գործընթացին: Զտման տարածված մեթոդները ներառում են քիմիական զտում և էլեկտրոլիտիկ զտում, որոնք կարող են արդյունավետորեն հեռացնել խառնուրդները և բարելավել ոսկու մաքրությունը՝ շուկայի պահանջները բավարարելու համար:

Թիոմուրեայի ոսկու արդյունահանման գործընթացին ազդող գործոններ

Հանքաքարի հանքային կազմը

Հանքաքարի հանքային կազմը զգալի ազդեցություն ունի թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացի վրա: Հումքում առկա պղնձի, բիսմութի օքսիդները լուծվում են թթվում և կոմպլեքսավորվում թիոմիզանյութի հետ՝ նվազեցնելով ոսկու թիոմիզանյութով լվացման ազդեցությունը և մեծացնելով թիոմիզանյութի սպառումը: Բացի այդ, եթե հումքը պարունակում է մեծ քանակությամբ թթուներում լուծվող նյութեր (օրինակ՝ երկարժեք երկաթ, Բնածուխատներ, գունավոր մետաղների օքսիդներ և այլն) և վերականգնող բաղադրիչներ, դա կբարձրացնի օքսիդանտների և ծծմբական թթվի սպառումը և կնվազեցնի ոսկու լվացման արագությունը: Այնուամենայնիվ, սուլֆիդային միներալները, ինչպիսիք են պղինձը, մկնդեղը, անտիմոնը և կապարը, համեմատաբար քիչ վնասակար ազդեցություն ունեն ոսկու թիոմիզանյութով լվացման վրա, ինչը հնարավորություն է տալիս թիոմիզանյութի հիման վրա ոսկու արդյունահանման միջոցով ընտրողաբար արդյունահանել ոսկին և արծաթը բարդ դժվարահալ ոսկու հանքային հումքից:

Ոսկու մասնիկների չափը հանքաքարում

Հանքաքարի մեջ ոսկու մասնիկների չափը ոսկու լվացման արագության վրա ազդող գործոններից մեկն է: Ընդհանուր առմամբ, որքան փոքր է ոսկու մասնիկների չափը, այնքան մեծ է տեսակարար մակերեսը, և այնքան ավելի հեշտ է այն շփվում թիոմիզանյութի լուծույթի հետ, ինչը հանգեցնում է լվացման ավելի բարձր արագության: Հետևաբար, հանքաքարի նախապատրաստման փուլում անհրաժեշտ են համապատասխան մանրացման գործողություններ՝ հանքաքարի մեջ ոսկու մասնիկները լիովին բացելու և լվացման գործընթացը հեշտացնելու համար:

ջերմաստիճան

Ջերմաստիճանը կրկնակի ազդեցություն ունի թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացի վրա։ Մի կողմից, ջերմաստիճանի բարձրացումը կարող է արագացնել ռեակտիվների դիֆուզիայի արագությունը և ոսկու ու թիոմիզանյութի միջև ռեակցիայի արագությունը, դրանով իսկ մեծացնելով ոսկու լվացման արագությունը։ Մյուս կողմից, թիոմիզանյութը վատ ջերմային կայունություն ունի։ Երբ ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, թիոմիզանյութը հակված է հիդրոլիզի և քայքայման, ինչը նվազեցնում է դրա արդյունավետությունը արդյունահանման գործընթացում։ Ընդհանուր առմամբ, թիոմիզանյութով լվացման գործընթացի ջերմաստիճանը նախընտրելի է վերահսկել 55°C-ից ցածր, և շատ դեպքերում այն ​​իրականացվում է սենյակային ջերմաստիճանում։

Լուծման pH արժեքը

Ինչպես արդեն նշվեց, լուծույթի pH արժեքը սերտորեն կապված է թիոմիզանյութի կայունության և ոսկու լվացման էֆեկտի հետ: Թիոմիզանյութը կայուն է թթվային միջավայրում, և համապատասխան թթվային միջավայրը նպաստում է ոսկի-թիոմիզանյութ համալիրների առաջացմանը: Այնուամենայնիվ, եթե pH արժեքը չափազանց ցածր է, դա ոչ միայն կբարձրացնի թթվում լուծվող խառնուրդների քանակը, այլև կարող է առաջացնել կողմնակի ռեակցիաներ, որոնք չեն նպաստում արդյունահանման գործընթացին: Հետևաբար, լուծույթի pH արժեքի ճշգրիտ վերահսկումը անհրաժեշտ է օպտիմալ արդյունահանման էֆեկտն ապահովելու համար:

Թիոմիզանյութի և օքսիդացնող նյութի կոնցենտրացիան

Թիոմիզանյութի կոնցենտրացիան անմիջականորեն ազդում է ոսկի-թիոմիզանյութ համալիրների առաջացման քանակի վրա: Ընդհանուր առմամբ, թիոմիզանյութի կոնցենտրացիայի բարձրացումը կարող է մեծացնել ոսկու լվացման արագությունը: Այնուամենայնիվ, հաշվի առնելով արժեքը և շրջակա միջավայրի գործոնները, թիոմիզանյութի կոնցենտրացիան պետք է օպտիմալացվի: Օքսիդացնող նյութի տեսակը և կոնցենտրացիան նույնպես կարևոր դեր են խաղում: Հանքաքարում ոսկու անընդհատ օքսիդացումն ապահովելու համար անհրաժեշտ է բավարար քանակությամբ օքսիդացնող նյութ, սակայն օքսիդացնող նյութի չափազանց մեծ քանակությունը կարող է նաև հանգեցնել թիոմիզանյութի օքսիդացմանը և քայքայմանը՝ նվազեցնելով թիոմիզանյութի օգտագործման արդյունավետությունը:

Թիուրեայի ոսկու արդյունահանման գործընթացի առավելությունները

1. Արագ լվացման արագությունՀամեմատած ոսկու արդյունահանման որոշ ավանդական մեթոդների, ինչպիսին է ցիանիդացումը, համեմատած թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացն ունի համեմատաբար արագ լվացման արագություն։ Ոսկի-թիոմիզանյութ համալիրների առաջացումը թթվային միջավայրում կարող է արագ լուծարել ոսկին, ինչը կարող է զգալիորեն կրճատել արդյունահանման ժամանակը։

2. Ցածր թունավորությունԹիոմուրեան ավելի քիչ թունավոր է, քան ցիանիդ օգտագործվում է ավանդական ցիանիդացման մեթոդներում: Ցիանիդը խիստ թունավոր է և լուրջ սպառնալիք է ներկայացնում շրջակա միջավայրի և մարդու առողջության համար: Թիոմիումեայի օգտագործումը ոսկու արդյունահանման մեջ նվազեցնում է թունավոր նյութերի հետ կապված շրջակա միջավայրի և անվտանգության պոտենցիալ ռիսկերը:

3. Լավ ընտրողականությունԹիոմիզանյութի բարդ իոնների համեմատաբար ցածր կայունության պատճառով, բացառությամբ սնդիկի, մետաղների մեծ մասի հետ, թիոմիզանյութի վրա հիմնված ոսկու արդյունահանման գործընթացն ունի բարձր ընտրողականություն ոսկու նկատմամբ։ Այն կարող է արդյունավետորեն ոսկի արդյունահանել տարբեր մետաղական խառնուրդներ պարունակող բարդ հանքաքարերից՝ նվազեցնելով խառնուրդների միջամտությունը արդյունահանման գործընթացին։

4. Լուծույթի ավելի հեշտ հետմշակումՈսկու արդյունահանման գործընթացից հետո թիոմիզանյութ պարունակող լուծույթը համեմատաբար հեշտ է մշակել: Օրինակ՝ ոսկու վերականգնման փուլում մետաղի փոխարինման կամ էլեկտրոլիզացման մեթոդների կիրառումը կարող է համեմատաբար հեշտությամբ անջատել ոսկին լուծույթից, իսկ մնացած լուծույթը կարող է լրացուցիչ մշակվել՝ շրջակա միջավայրի աղտոտումը նվազեցնելու համար:

Եզրափակում

Թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացը խոստումնալից մեթոդ է ոսկու արդյունահանման ոլորտում: Հասկանալով դրա սկզբունքները, գործառնական քայլերը, ազդող գործոնները և առավելությունները՝ հանքարդյունաբերական ընկերություններն ու հետազոտողները կարող են ավելի լավ օպտիմալացնել գործընթացը՝ բարելավելու ոսկու արդյունահանման արդյունավետությունը, կրճատելու ծախսերը և նվազագույնի հասցնելու շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը: Չնայած դեռևս կան որոշ մարտահրավերներ, որոնք պետք է լուծվեն, ինչպիսիք են թիոմիզանյութի սպառման օպտիմալացումը և գործընթացի կայունության բարելավումը տարբեր հանքաքարի պայմաններում, այս ոլորտում շարունակական հետազոտություններն ու նորարարությունները, անշուշտ, կնպաստեն թիոմիզանյութով ոսկու արդյունահանման գործընթացի հետագա զարգացմանը և կիրառմանը: